王永金

(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550008)

高彈瀝青混合料疲勞性能試驗(yàn)研究

王永金

(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550008)

高彈瀝青混合料在公路工程中有著廣泛應(yīng)用，其疲勞性會(huì)對(duì)性能及使用效果造成影響。基于此，先對(duì)高彈瀝青疲勞性能進(jìn)行了分析，然后在此基礎(chǔ)上，通過試驗(yàn)的方式，對(duì)其疲勞性能進(jìn)行深入研究，希望文中內(nèi)容對(duì)相關(guān)工作人員的工作能夠有所幫助。

高彈瀝青；疲勞性試驗(yàn)；混合料

1 高彈瀝青混合料疲勞性試驗(yàn)

1.1 瀝青混合料配比

在具體實(shí)驗(yàn)分析過程中，所用的瀝青材料為高彈瀝青，AH-70#基質(zhì)瀝青，SBS改性理性，混合料馬歇爾實(shí)驗(yàn)瀝結(jié)果的具體情況如表1所示。在具體試驗(yàn)過程總，依據(jù)馬歇爾實(shí)驗(yàn)方法，確定應(yīng)力吸收層最佳石油比為9%，由于應(yīng)力吸收層石油含量較高，因此，試驗(yàn)過程中，采用的為旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型試件。

表1 應(yīng)力吸收層目標(biāo)配合比級(jí)配旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試驗(yàn)結(jié)果

1.2 四點(diǎn)彎疲勞試驗(yàn)分析

(1)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在具體試驗(yàn)過程中，采用的集料都應(yīng)當(dāng)經(jīng)過水洗篩分，利用100～110 ℃的溫度，對(duì)材料進(jìn)行烘干，直到材料的重量不發(fā)生變化為止，逐級(jí)完成對(duì)材料色篩分，并且嚴(yán)格級(jí)配完成相應(yīng)的配料。并且，成型試件過程中，要對(duì)輪碾板的高度進(jìn)行控制，通過該方式，通過控制論碾板體積和料重，完成對(duì)毛體積相對(duì)密度的計(jì)算，最終得到孔隙率，該方式的最終控制結(jié)果相對(duì)來說比較準(zhǔn)確。在整個(gè)試驗(yàn)過程中，采用的方式為應(yīng)變控制，高彈瀝青采用的應(yīng)變水平大小為2 000 με，試驗(yàn)的溫度大小為15 ℃，采用的正弦波的頻率大小為10 Hz。

(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3中不同類型的瀝青混合料試件的最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果情況如表2所示。

表2 不同類型瀝青疲勞試驗(yàn)

表2中，沒有分析高彈瀝青采用600、800、1 000 με進(jìn)行分析的原因是，在該應(yīng)力水平下，高彈瀝青的壽命過大，對(duì)比分析沒有實(shí)際意義。

通過表2中數(shù)據(jù)不難看出，即使在2 000 με應(yīng)變水平下，高彈瀝青的疲勞壽命仍然比200 με應(yīng)變水平下的疲勞壽命的約2倍，達(dá)到了600 με應(yīng)力水平的幾十倍。是SHS改性瀝青在600με應(yīng)力水平下的約3倍。由此可以斷定，高彈改性瀝青在小應(yīng)變水平下，疲勞壽命要遠(yuǎn)由于SBS改性力求能夠和基質(zhì)瀝青，這也就表明了，在同應(yīng)變水平下，高彈瀝青的要優(yōu)于SBS改性瀝青和基質(zhì)瀝青。

1.3 沖擊韌性疲勞試驗(yàn)

(1)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

大量的研究結(jié)果表明，沖擊韌性與疲勞壽命之間有著一定的相關(guān)性，也就是說，在具體問題分析過程中，可以通過沖擊韌性，反應(yīng)混合料在實(shí)際應(yīng)用過程中的疲勞壽命。通過輪輾成型法制作瀝青混合料，瀝青混合料的尺寸為0.3 m×0.3 m×0.05 m，完成制作后，在將其切割程小梁，尺寸大小為0.25 m×0.25 m×0.035 m，將制作好的瀝青混凝土棱柱體，放到指定的溫度的恒溫水槽中，養(yǎng)護(hù)120～240 min。完成以上操作后，對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，加載速率設(shè)置在500 mm/min，從水中將小梁取出，然后利用試件進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，直到試件斷裂后，結(jié)束試驗(yàn)。在整個(gè)過程中，需要特別注意，試驗(yàn)過程必須在短時(shí)間內(nèi)完成，將試件從溫室中取出，到試驗(yàn)結(jié)束時(shí)間不得超過60 s，盡量避免從水中將小梁取出后，溫度發(fā)生改變，從而對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成不良影響。在試驗(yàn)過程中，要測量多組數(shù)據(jù)，將由于試驗(yàn)操作而導(dǎo)致結(jié)果無效的數(shù)據(jù)剔除，然后進(jìn)行平均值計(jì)算。

(2)試驗(yàn)結(jié)果

沖擊韌性試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 沖擊韌性試驗(yàn)結(jié)果

從表3中的數(shù)據(jù)可以看出，高彈瀝青混合料的沖擊韌性與SBS改性瀝青和70#基質(zhì)瀝青相比要高出很多。這一試驗(yàn)結(jié)果也說明了高彈改性瀝青的抗疲勞性更加優(yōu)秀。

通過試驗(yàn)的方式對(duì)三種瀝青的四點(diǎn)彎疲勞和沖擊韌性疲勞進(jìn)行分析，通過試驗(yàn)結(jié)果可以判斷，高彈改性瀝青與SBS改性瀝青和70#基質(zhì)瀝青相比，在抗疲勞性上表現(xiàn)出的性能更加優(yōu)異。但是，需要相關(guān)工作人員注意的是，該分析具有局限性，對(duì)于更加廣泛的瀝青級(jí)級(jí)配類型和品種，需要通過試驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證。

2 結(jié)束語

高彈瀝青在現(xiàn)代公路工程建設(shè)施工中有著廣泛應(yīng)用，在對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用過程中，要對(duì)其各項(xiàng)性能進(jìn)行充分考慮分析，疲勞性就是其中最為重要的一項(xiàng)性能，要通過試驗(yàn)的方式，對(duì)其疲勞性進(jìn)行分析，從而使其能夠更好的被人們所用。

[1] 周志剛,王習(xí)進(jìn),沙曉鵬. 水作用對(duì)瀝青混合料疲勞性能影響試驗(yàn)[J]. 長沙理工大學(xué)學(xué)報(bào),2014,(2):1-8.

[2] 江元建. 抗車轍劑改性瀝青混合料疲勞性能試驗(yàn)研究[J]. 福建交通科技,2015,(6):1-3，16.

[3] 沈洪濤,趙樹青,王曉平. 一種評(píng)價(jià)瀝青混合料疲勞性能的簡單試驗(yàn)方法[J]. 公路工程,2016,(3):151-153，192.

U416

C

1008-3383(2017)09-0094-01

2017-08-01

王永金(1985-)，男，貴州遵義人，本科，研究方向：公路工程及建筑材料研究與檢測工作。